DE60030909T2

DE60030909T2 - Nahrungsmittel mit faseriger Textur, das aus Molkeproteinen erzeugt wurde

Info

Publication number: DE60030909T2
Application number: DE60030909T
Authority: DE
Inventors: Laurence Roussel; Florence Buret; Yves Lechat
Original assignee: Bongrain SA
Current assignee: Savencia SA
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: US20030003194A1; US6468579B1; FR2794615A1; US6565900B2; DE60030909D1; CA2311271A1; CA2311271C; EP1059040A1; ATE340516T1; IL136523A; EP1059040B1; FR2794615B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen aus Molkeproteinen, einem Fertigungsverfahren durch Kochen-Extrudieren dieser Produkte, einer Fertigungsanlage für die Umsetzung des Verfahrens erhaltene Nahrungsmittel mit einer Faserstruktur.
Kontinuierliche Fertigungsverfahren für Milchprodukte per Extrusion sind bereits bekannt.
Die Patentschrift EP-A-727 138 beschreibt ein derartige s Extrusionsverfahren, das den Erhalt eines Käses oder einer Käsespezialität aus einer eingedickten Milch oder einem aus einer Ultrafiltrierung von Milch entstandenem Retentat erlaubt.
Das Verfahren umfasst die folgenden Phasen: Einführen des Rohmaterials, Transfer in eine Buchse mit wenigstens einem Abschnitt, in dem die Temperatur zwischen 60° und 120°C inbegriffen ist, wobei ein Knet-, ein Texturierungs- und ein Kochvorgang erfolgen. Dieses Verfahren erlaubt den Erhalt von Produkten mit ausgezogener Struktur mit Fasern von einem Durchmesser, der im Allgemeinen 0,1 mm übersteigt und eine Größenordnung von einem Millimeter aufweist.
Die Patentschrift WO-96/34 539 beschreibt ein Verfahren zum Erhalt einer Matrix mit texturierten Proteinen mit einer Dispersion eines Einschlusskörpers.
Diese Produkte werden durch ein Extrusionsverfahren bei hohen Temperaturen erhalten, insbesondere 125 bis 160°C. Diese hohen Temperaturen lassen die Zerstörung der ursprünglichen Proteinmischung zu. Die erhaltenen Proteine umfassen einen Aufbau von nach der Abkühlung stabilisierten proteinartigen Fasern.
Diese Patentschrift beschreibt im Wesentlichen den Einsatz von pflanzlichen Proteinen, wie z. B. Soja.
Die Patentschrift WO-96/25051 beschreibt ein Fertigungsverfahren eines faserhaltigen Weich- oder Halbweichkäses. Diese faserhaltige Masse wird nach der Extrusion von Quark erhalten.
Diese Verfahren lassen ausgehend von einer Käse- oder Milchzubereitung nicht den Erhalt eines Produkts mit einer extrem feinen faserigen Struktur mit Fasern zu, deren Abmessungen zwischen dem Größenbereich μm und 0,1 mm inbegriffen sind und beim Zerkauen des Produkts empfunden werden und ihm einzigartige organoleptische Eigenschaften verleihen.
Darüber hinaus beschreibt das Dokument US 4 156 028 ein Fertigungsverfahren von faserigen Produkten mit Fasern in der Größenordnung z. B. von 100 μm im Durchmesser. Diese Produkte werden jedoch durch eine Auflösetechnik mit anschließendem Schicken in ein Koagulationsbad erhalten, dessen Prinzip und Material von einem Kochen – Extrudieren sehr unterschiedlich sind, bei dem die spezifischen Druck- und Temperaturmerkmale kombiniert werden. Die erhaltenen Produkte weisen keine verzweigte, vernetzte Struktur auf, wie sie später beschrieben wird.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Produkt vor, das durch Kochen-Extrudieren einer Milch- oder Käsemischung mit Molkeproteinen erhalten wird, wobei das Produkt eine faserhaltige Struktur aus gerichteten Fasern aufweist, wobei die Fasern ein makroskopisches Fasernetz mit einem Durchmesser von 0,1 mm bis 1 mm bilden und in mikroskopischen Fasern mit einem Durchmesser von 1 μm bis 0,1 mm verzweigt sind.
Die Trockenmasse des Produkts umfasst typischerweise 30% bis 100% aus Molke stammende Trockenmasse.
Das Produkt umfasst 15 bis 50% Trockenmasse und typischerweise 25 bis 40%. Die Trockenmass des Produkts umfasst wenigstens 35% Proteine.
Die aus Molke stammende Trockenmasse umfasst isolierte und/oder konzentrierte Proteine und/oder getrocknete Vollmolke und/oder getrocknete Molkefraktionen wie Laktose, Milchfette, Laktoferrin, Kalzium oder andere Mineralien oder Milchfraktionen.
Gemäß einer Ausführung umfasst das Produkt neben den Molkeproteinen weitere proteinartige Fraktionen der Milch vom Typ Kaseine oder Kaseinate, Käse, Trockenmilch oder kondensierte Milch, wobei die Trockenmasse des Produkts bevorzugt weniger als 10% Kaseine umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführung umfasst das Produkt neben den Molkeproteinen Proteine, die nicht aus Milch stammen und die aus konzentrierten oder isolierten Pflanzenproteinen ausgewählt werden, insbesondere Weizengluten, Soja oder Erbsen, flüssiges oder trockenes Eiweiß, wobei der Anteil der nicht aus Milch stammenden Proteine 0 bis 70% der Trockenmasse der Mischung und typischerweise 20 bis 50% ausmacht.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Nahrungsmittelzubereitung mit einem Nahrungsmittel gemäß obiger Beschreibung, das zu diversen Zutaten, die insbesondere aus Käse, Milch und Nebenprodukten (Quark, Joghurt, Creme, Butter, Milchpulver, usw.), Getreide, Stärke, Mehl oder Grieß, Gewürzen, Aromaten, Fleisch- oder Fischstücken, Gemüse, Obst und Trockenobst, süßen Zutaten (Zucker, Honig, usw.), Fetten, Aromastoffen ausgesucht werden, hinzugefügt wird, so dass Fertiggerichte, Imbisse, Sandwichs, süße Zwischenmahlzeiten, Frühstückszubereitungen, kulinarische Zutaten, Snacks oder Käsewürstchen, vegetarische Nahrungsmittel, Streichpasten, Pasteten, usw. hergestellt werden.
Die Nahrungsmittelzubereitung weist gemäß einer Ausführung eine Matrix mit Fasern oder Fasersträngen mit Abmessungen in der Größenordnung von einem mm oder cm auf, wobei die Zubereitung Abmessungen in der Größenordnung von einigen Zentimetern hat.
Sie wird durch mechanische Bearbeitung, Dosierung, Formung oder Einfüllen in eine Wursthülle in Form gebracht und dann pasteurisiert, in Scheiben geschnitten, wobei die erhaltenen Zubereitungen dekoriert, gekennzeichnet, gekocht oder vorgekocht, pasteurisiert, sterilisiert, verpackt werden können.
Gemäß einer Ausführung umfasst die Zubereitung ein Produkt gemäß der vorherigen Beschreibung, das eine Füllung auf der Basis eines Molkereiprodukts oder eine andere Füllung umgibt.
Gemäß einer weiteren Ausführung umfasst die Zubereitung ein Produkt gemäß der vorherigen Beschreibung, das mit einem Überzug aus einem Molkereiprodukt oder einem anderen Produkt umgeben ist.
Die Zubereitung kann ebenfalls Salze, Gewürze, Aromate und Aromastoffe, Öl oder andere Fette, einen Säureregulator, wie z. B. Milchsäure, umfassen.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fertigungsverfahren für Nahrungsmittel von Produkten mit einer Faserstruktur, die die folgenden Phasen umfasst:

a) das Einführen von Rohstoffen mit Molkeproteinen in einen Extruder mit mindestens einer Schnecke;
b) den Transfer der Rohstoffe vom Eintritt in die Buchse des Extruders bis zum Austritt aus der Buchse, wobei die Konfiguration der Schnecke oder der Schnecken und die Temperatur beim Eintritt in und beim Austritt aus der Buchse so sein muss, dass die Rohstoffe nacheinander erst eine Phase des Knetens, eine Phase der Erhitzung auf eine Temperatur von 130°C, eine Phase des Schmelzens, eine Phase der Erhitzung der Masse auf über 130°C, generell auf 140°C bis 200°C, bzw. eine Phase des Druckanstiegs auf 0 und 50 bar durchlaufen, so dass das Weichmachen der transferierten Materie und insbesondere der Molkeproteine bewirkt wird;
c) am vorderen Ende der Buchse das Extrudieren der Masse nach dem Weichmachen über eine Düse, die so angepasst wurde, dass sie die Masse texturiert, in Form bringt und abkühlt, so dass ein Produkt erzielt wird, das eine Faserstruktur aufweist.

Das Abkühlen der Masse erfolgt in der Düse bis zu einer Temperatur von 100°C bzw. weniger als 80°C und 10°C und umfasst ein erstes Abkühlen in einer nicht abgekühlten Zone der Düse am Ausgang der Buchse, dann ein zweites Abkühlen in einer abgekühlten Zone der Buchse, wobei das erste Abkühlen einer Zone zur Ausrichtung der geschmolzenen Mischung entspricht, die sich in einem zähflüssigen Zustand mit einer Viskosität zwischen 1000 und 500.000 Zentipoise befindet, wobei das zweite Abkühlen einer Zone zur Änderung der Phase entspricht, in der die Masse vom zähflüssigen Zustand in den festen Zustand übergeht, wobei die lineare Durchgangsgeschwindigkeit des Nahrungsmittels am Austritt der Düse zwischen 2 und 10 m/Min. beträgt.
Das Erhitzen der Phase b) bis auf 130°C erfolgt langsam und stufenweise.
Die Temperatur kann zur Änderung der Textur der Produkte im Verlauf des Verfahrens eingestellt werden.
Die in den Extruder eingeführte Mischung wird in Form von Pulver eingeführt, wobei das erforderliche Wasser vor der Schmelzphase hinzugefügt wird, oder aber in flüssiger oder teigartiger Form.
Gemäß einer Ausführung stammen die Molkereiproteine aus Konzentraten oder Isolaten von Molkeproteinen einer Reinheit von 50 bis 90%, bevorzugt von 70 bis 80%, und umfassen darüber hinaus Laktose, Fette, Mineralien, sekundäre Proteine vom Typ Kasein-Makropeptide.
Das Verfahren umfasst weiterhin eine Phase der Zerkleinerung am Austritt der Düse vom Typ Hacken, Schneiden, Zerstampfen, Zerreißen, Zerstückeln oder Ähnliches, so dass gehackte Fasern entstehen, die Krümel oder Faserstränge bilden.
Gemäß einer Ausführung umfasst es eine Trockenphase des Produkts am Austritt der Düse nach dem Schneiden, um ggf. Fasern zu erhalten, die für Nahrungsmittelzubereitungen wieder mit Feuchtigkeit angereichert werden können.
Es kann weiterhin eine Phase der kulinarischen Nachbearbeitung umfassen, bei der gehackte Fasern, vermischt mit diversen Zutaten wie Käse, Milch und Nebenprodukte, Getreide, Stärke, Mehl oder Grieß, Fette, Gewürze, Aromate und Aromastoffe, benutzt werden.
Es kann weiterhin eine Phase der Formgebung umfassen, die die Vorgänge der mechanischen Bearbeitung in einer Formmaschine oder die Dosierung und Formung in Formen umfasst, oder eine Phase des Einfüllens in eine Wursthülle, gefolgt von der Pasteurisierung und dem Schneiden in Scheiben, wobei die erhaltenen Produkte ggf. mindestens eine der folgenden Phasen durchlaufen: Dekoration, Überzug, Kennzeichnung, Füllen, Frittieren, Kochen, Pasteurisieren, Sterilisieren, Verpacken.
Gemäß einer Ausführung wird in der Extrusionsphase die transferierte Masse in der Düse mit einer Füllung gefüllt, die über einen Koextrusionskopf eingeführt wird.
Das Füllprodukt kann in einem Extrusionsverfahren erhalten werden.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine Fertigungsanlage zur Verwendung des Verfahrens gemäß obiger Beschreibung, das einen Schneckenextruder mit zwei deutlich identischen Schnecken, die ineinander greifen und drehend in der gleichen Drehrichtung im Innern einer länglichen Buchse angetrieben werden, umfasst, Einzugsmittel an einem Endstück vor der Buchse, die mit mindestens einer Dosiervorrichtung zum Bereitstellen der Mischung in einer bestimmten Menge versehen sind, eine Extrusionsdüse am Ende der Buchse, um thermische Behandlungsmittel zur Feinregulierung der Temperatur in der Buchse und der Extrusionsdüse, wobei besagte Buchse Folgendes umfasst:

– eine erste Zone zum Einziehen der Produktrezeptur
– eine zweite Zone zum Kneten, ggf. der Zufuhr von Feuchtigkeit und zum Erhitzen der Masse auf mindestens 130°C im Kern
– mindestens eine dritte Zone zum Schmelzen, zur Temperaturerhöhung auf über 130°C, generell auf 140°C bis 200°C und zur Druckerhöhung bis 50 bar gemäß der Zusammensetzung der Rezeptur, in der die Proteine, insbesondere die Molkeproteine, weich gemacht werden.

Die zweite Zone zum Kneten und Erhitzen umfasst zwischen 2 und 5 Module, die dritte Zone zum Schmelzen umfasst 1 bis 3 Module, wobei das Verhältnis zwischen der Länge der Schnecken und dem Durchmesser der Schnecken zwischen rund 10 und 33 und typischerweise zwischen 25 und 33 inbegriffen ist.
Die Extrusionsdüse umfasst einen ersten, nicht abgekühlten Abschnitt neben dem oberen Ende des Schneckenextruders, gefolgt von mindestens einem Kühlabschnitt, der jeweils zu einer Ausrichtungszone für die geschmolzene Masse in einem zähflüssigen Zustand gehört, und eine Zone, in der die Masse vom zähflüssigen Zustand in den festen Zustand übergeht.
Die Befestigung der Düse auf der Buchse erfolgt durch mindestens ein, typischerweise aber zwei Anpassstücke, wobei ein erstes Anpassstück aus einer oder zwei Perforationen besteht, durch die die geschmolzene und weich gemachte Masse extrudiert wird, und ein zweites Anpassstück ist zwischen dem ersten Anpassstück und der Extrusionsdüse angeordnet, das dazu bestimmt ist, den Druck und den Materialfluss auszugleichen.
Die Extrusionsdüse weist innen eine Form auf, die dem Fertigerzeugnis entspricht, wobei dessen Maß parametrisiert ist, um ein Abkühlen der geschmolzenen und weich gemachten Masse auf 100°C bzw. 80°C bis 10°C zu ermöglichen, wobei die Innenfläche eine Rauheit aufweist, die auch deshalb kontrolliert wird, um Scherkräfte während des Abkühlens auf das Produkt einwirken zu lassen, wobei die Kombination aus Abkühlung und Scherkräften an den Wänden die kontinuierliche Texturierung der abgekühlten Masse bewirkt, um Fasern zu bilden.
Die Anlage kann eine Extrusionspumpe umfassen, die sich beispielsweise zwischen der ersten oder der zweiten Schnittstelle und der Düse befindet, und somit einen regelmäßigen Vorschub in der Düse ermöglicht, um den Fluss des Produkts zu stabilisieren. Es handelt sich häufig um eine Pumpe mit Verzahnung, wobei ihr Körper selbst durch elektrische Widerstände erhitzt werden kann, um die erforderliche Temperatur der geschmolzenen und weich gemachten Masse beizubehalten.
Gemäß einer Ausführung mündet ein Koextrusionskopf in die Koextrusionsdüse ein.
Weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden im Verlauf der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren deutlich, in denen:
1 eine Fertigungsanlage für Ultrafasern nach dem Extrusionsverfahren bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gemäß einem Realisierungsmodus darstellt.
2 eine Fertigungsanlage für Ultrafasern nach dem Extrusionsverfahren bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gemäß einem weiteren Realisierungsmodus darstellt.
die 3 und 4 faserige, extrudierte Produkte nach dem Hacken am Austritt der Extrusionsdüse darstellen.
5 eine Schnittperspektive einer Vergrößerung eines Faserstrangs gemäß Isolation in 3 oder 4 darstellt.
6 in Vergrößerung ein aus der Extrusionsdüse stammendes Produktfragment darstellt, wobei die Fasern durch ein manuelles Strecken sichtbar gemacht werden (10-fache Vergrößerung).
die 7 und 8 Nahrungsmittelzubereitungen darstellen, die ausgehend von extrudierten, faserigen, in eine Mischung mit weiteren Bestandteilen, insbesondere Getreide, eingearbeiteten Produkten hergestellt werden; 8 eine Vergrößerung der Figur hinsichtlich eines Faserstrangs im Zentrum ist;
9 eine vergrößerte Ansicht der 8 hinsichtlich einer isolierte Fasern zeigenden Zone darstellt. In 7 stellt jede Abstufung der Skala einen mm dar.
Zunächst wird eine Fertigungsanlage für die Umsetzung des den Erhalt von faserigen Milchprodukten erlaubenden Verfahrens beschrieben.
Diese Anlage umfasst einen Schneckenextruder 1 mit zwei deutlich identischen, drehend in derselben Drehrichtung oder in entgegengesetzter Drehrichtung im Innern einer länglichen Buchse 2 ineinander eingreifenden angetriebenen Schnecken. Es kann auch ein Extruder mit einer Schnecke in Betracht gezogen werden.
Ein derartiger Extruder umfasst einen eventuell über ein Untersetzungsgetriebe zum Antrieb der beiden ineinander eingegriffenen Schnecken in Rotation bestimmten Motor 3. Die Antriebsleistung kann z. B. 25 bis 100 kW betragen. Diese Schnecken sind bevorzugt selbstreinigend, und die Buchse 2 kann manuell oder hydraulisch in ihrer Längsrichtung verschoben werden, um den Zugang zu den Schnecken zu erleichtern.
Selbstverständlich sind die für die Herstellung der Buchse 2 und der Schnecken eingesetzten Materialien mit den Lebensmitteln verträglich.
Eine Einzugsöffnung 4 ist in Richtung eines oberen Endteils 5 der Buchse angeordnet. Diese Einzugsöffnung 4 erlaubt das Einführen des im Schneckenextruder 1 zu verarbeitenden Rohmaterials.
Die Buchse kann ebenfalls Öffnungen für eine sekundäre Versorgung entlang der Bahn der Schnecken umfassen, z. B. eine Versorgung mit Wasser.
Eine Extrusionsdüse 7 befindet sich am unteren Ende 6 der Buchse 2. Eine Schneidvorrichtung 8 und ggf. eine Auffangvorrichtung ist/sind am Austritt der Extrusionsdüse angebracht.
Diese Extrusionsdüse 7 hat auf bekannte Weise einen im Verhältnis zum Durchmesser der Bohrung der Buchse reduzierten Durchmesser, so dass das transferierte Material komprimiert wird.
Für eine Fertigung im Dauerbetrieb umfasst die Anlage eine zur Lieferung des Rohmaterials in einer Einzugsöffnung 4 mit einem vorbestimmten Durchsatz angepasste Dosierungsvorrichtung.
Erhitzungs- 8a und Abkühlmittel sind zur Einstellung der Temperatur im Innern der Buchse 2 und der Extrusionsdüse 7 angepasst.
Nunmehr werden in weiteren Einzelheiten die Struktur der Buchse 2 und das Extrusionsverfahren beschrieben.
Mit dem Begriff „Mischung" wird das den späteren Phasen des Verfahrens unterzogene Rohmaterial nach dem Einführen, d. h. der Phase des Erhitzens und Knetens, anschließend der Schmelzphase bezeichnet.
Die Buchse 2 umfasst drei nebeneinander liegende Zonen 9, 10, 11.
Die erste Zone 9 ist eine Einzugszone, in die das zu extrudierende Rohmaterial eingeführt wird. An dieser Stelle mündet die Einzugsöffnung 4 der Mischung ein.
Gemäß einer Ausführung weist dieses Rohmaterial die Form eines festen, durch die Einzugsöffnung eingeführten, mit Wasser vermischten Pulver auf. Das Wasser der Mischung wird in der Einzugszone vollständig oder teilweise, ebenfalls in der zweiten Zone 10 hinzugefügt.
Gemäß einer weiteren Ausführung weist dieses Rohmaterial eine flüssige, durch die Einzugsöffnung 4 eingeführte Form auf, z. B. in dem Fall einer flüssigen Molkereizubereitung.
Gemäß einer weiteren Ausführung weist dieses Rohmaterial eine teigartige Form in dem Fall einer Käsezubereitung auf, wie z. B. durch die Einzugsöffnung eingeführte zerbröselte eingedickte Milch, wobei Wasser ggf. in der Einzugszone und/oder in der zweiten Zone 10 hinzugefügt wird.
Das gesamte Wasser der Mischung wird vor der Schmelzphase hinzugefügt.
Die Zusammensetzung der Mischung wird anschließend detailliert.
Die zweite Zone 10 ist eine Zone zum Kneten, ggf. zum Befeuchten und zum Erhitzen der Mischung bis auf wenigstens 130°C bis zum Kern. Die Mischung wird vom Eintritt zum Austritt der Buchse 2 transferiert, wobei sie Kompressionsbeanspruchungen und Scherkräften ausgesetzt wird und gleichzeitig erhitzt wird, wie im Anschluss beschrieben.
Die dritte Zone 11 ist eine Schmelzzone, Erhitzungszone und Druckanstiegszone des Materials über eine Temperatur von 130°C, im Allgemeinen zwischen 140°C und 200°C und zwischen 0 und 50 bar, je nach der Zusammensetzung der Formel, insbe sondere ihrer Feuchtigkeit. Die dritte Zone 11 liefert eine ausreichende thermo-mechanische Verarbeitung, um eine Mehrzahl der Nahrungsmittelkomponenten in dieser Zone schmelzen zu lassen und insbesondere die Molkeproteine, die einer Weichmacher-Phase unterzogen werden. Diese Weichmacher-Phase und die Auswirkungen auf das erhaltene Endprodukt werden anschließend detailliert.
Nunmehr wird in weiteren Einzelheiten ein Realisierungsmodus der Buchse 2 mit der ersten 9, zweiten 10 und dritten 11 Zone beschrieben. Die Zonen umfassen wenigstens ein Modul von 200 oder 250 mm.
Jedes Buchsenmodul weist eine voreingestellte bestimmte Temperatur auf. Je nach den definierten Temperaturen erfolgt das Erhitzen mehr oder weniger kontinuierlich und progressiv. Die Temperaturen jedes Moduls können im Verlauf des Verfahrens je nach dem eingeführten Rohmaterial und den am Ende der Düse gewünschten Produkten eingestellt werden.
Die erste Zone 9 umfasst ein Modul 12, in dem die Temperatur gleich der spontanen Temperatur der in den Extruder eintretenden Mischung ist.
Gemäß einer ersten Variante umfasst die zweite Zone 10 drei Module 13, die dritte Zone 11 umfasst drei Module 14.
Die Temperatur der Module 13 in der zweiten Zone 10 beträgt vom Eintritt bis zum Austritt der Buchse 2 jeweils 90, 100, 140°C.
Die Temperatur der Module 14 in der dritten Zone 11 beträgt vom Eintritt bis zum Austritt der Buchse 2 jeweils 165, 175°C.
Gemäß einer zweiten Variante umfasst die zweite Zone 10 fünf ein progressives Erhitzen in fünf Stufen vom Eintritt zum Austritt der Buchse zulassende Module 13; und die dritte Zone 11 umfasst drei Module 14 wie in der ersten Ausführungsvariante.
Gemäß einer dritten Ausführungsvariante umfasst die zweite Zone 10 nur zwei Module 13, wobei die Erhitzung damit weniger progressiv ist als bei der ersten und zweiten Ausführungsvariante; und die Schmelzzone 11 umfasst nur ein Modul 14.
Parallel zur Zusammensetzung der Buchse in jeweils einer bestimmten Temperatur entsprechenden Module setzen sich die Schnecken der Buchse aus mehreren Elementen zusammen, wobei jedes Element vom Eintritt bis zum Austritt eine bestimmte Struktur hat, wobei die Länge jeder Serie von Elementen mit der Länge eines Moduls zusammenfallen kann oder auch nicht.
In einer Ausführung beträgt der Durchmesser D der Schneckenelemente 55,3 mm, die Länge jedes Elements 50, 100 oder 200 mm. Die Gesamtlänge L der auf der Schneckenwelle angebrachten Scheckenelemente beträgt 1000 mm, d. h. ein Verhältnis L/D von 18. Es ist zwischen 14, im Fall von vier Buchsenmodulen von 200 mm, wie in der dritten Ausführung, und 33 im Fall von neun Modulen von 200 mm, wie in der zweiten Ausführung, inbegriffen. Im den Fall von sieben Modulen von 200 mm beträgt es z. B. 25.
Gemäß einer Ausführung wird die Buchse 2 des Extruders 1 aus fünf Modulen von 200 mm gebildet, von denen vier erhitzt und/oder abgekühlt werden, um eine fein, insbesondere durch sukzessiven Hitze- und Kälteeintrag eingestellte Solltemperatur zu erreichen.
Die Schneckenelemente mit einfachem Gewinde werden mit V1F (nicht in mm) bezeichnet. Die Schneckenelemente mit doppelten Gewinden werden mit V2F (nicht in mm) bezeichnet, die Schneckenelemente zum Kneten werden mit MAL (Winkel in Grad) bezeichnet, die Schneckenelemente mit negativem Gewindeschritt und perforiertem Gewinde werden mit NEG bezeichnet (nicht in mm, Anzahl der Perforationen per Gewinde × Größe in mm).
In einer üblichen Ausführung wird das Profil von zwei Schnecken in folgender Form geschrieben:

– Einzugszone von 200 mm: 200 mm V2F (50 mm);
– Zone zum Kneten und Erhitzen von 500 mm: 100 mm V1F (50 mm) + 50 mm MAL (90°) + 150 mm V1F (33 mm) + 50 mm MAL (60°) + 100 mm V1F (25 mm) + 50 mm NEG (–15 mm, 3 × 6 mm);
– Schmelzzone von 300 mm: 150 mm V1F (33 mm) + 150 mm V1F (25 mm).

Dieses Profil bildet nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, sehr zahlreiche weitere Kombinationen von Schneckenprofilen können mit diesen selben Schneckenelementen oder auch mit weiteren Schneckenelementen ähnlicher Konzeption umgesetzt werden.
Im Falle dieses Profils weist die Schnecke in der Zone zum progressiven Kneten und Erhitzen von 500 mm Schneckenelemente zum Kneten und den Erhalt einer progressiven Kompression der verarbeiteten Massen erlaubende Schneckenelemente V1F mit absteigendem Schritt (50, dann 33, dann 25 mm) auf.
Nun wird die eingesetzte Düse 7 beschrieben.
Die Düse 7 wird typischerweise aus mehreren Ende an Ende angeordneten und durch angepasste mechanische Befestigungen angeschlossene Düsenelemente gebildet. Ihre Abmessung ist parametrierbar, um ein progressives Abkühlen der geschmolzenen und weich gemachten Masse bis zu 100°C bzw. weniger, z. B. bis zu 10°C und bevorzugt zwischen 80 und 30°C zu erlauben.
Die innere Oberfläche der Düse 7 weist eine durch die Bearbeitung der internen Metalloberfläche der Düse erhaltene kontrollierte Rauheit auf, die ebenfalls zur Ausübung der Abscherkräfte auf dem Produkt im Verlauf des Abkühlens dient. Die innere Form der Düse ist an das gewünschte Endprodukt angepasst.
Das Phänomen der Texturierung der Masse in Form von Fasern gemäß Beschreibung weiter unten ist auf die Kombination des Abkühlens und der bei der Änderung der flüssigen/festen Phase ausgeübten Abscherkräfte an den Wänden zurückzuführen.
In bestimmten Fällen können die Abscherkräfte an den Wänden und die Länge der Düse ausreichend hoch sein, um die Extrusion des Produkts ohne zusätzliches Abkühlen an der Außenseite der Düse zu erlauben. In den meisten Fällen umfasst die Düse 7 ein Abkühlsystem seiner äußeren Oberfläche, z. B. per Zirkulation von kaltem Wasser in einem doppelten Mantel (Wasser zwischen 60°C und 0°C). Es kann selbst in Betracht gezogen werden, die Düse 7 durch eine Salzlösung mit negativer Temperatur (–1°C bis –20°C) abzukühlen.
Diese Kombination der Kühltemperatur der Düse 7 und der Abscherkräfte an den Innenwänden der Düse 7 hängt eng mit der Form der Düse, ihrer Länge, dem Material der Ausführung und ihrer Bearbeitung und selbstverständlich den Merkmale (Temperatur, Feuchtigkeit, usw.) und dem Durchsatz der abzukühlenden geschmolzenen Masse ab.
Gemäß einer ersten Ausführung ist die Düse eine runde Düse aus Edelstahl 316 L ohne Fräsung von 325 mm2, mit einem die Texturierung der Masse von 100 kg/Stunde auf 8 m Länge (8 Abschnitte von 1 m) erlaubenden Durchgangsdurchmesser. Das Abkühlen wird durch mit 500 Liter/Stunde zirkulierendes Eiswasser von 1°C gewährleistet. Die Feuchtigkeit der extrudierten Mischung liegt in der Größenordnung von 72%.
Gemäß einer zweiten Ausführung ist die Düse eine rechteckige Düse aus Edelstahl 316 L ohne Fräsung von 1200 mm2 mit einem die Texturierung der Masse bei 350 kg/Stunde auf 6 m Länge (6 Abschnitte zu 1 m) erlaubenden Durchgangsdurchmesser. Das Abkühlen wird durch mit 1000 Liter/Stunde zirkulierendes lauwarmes Wasser von 20°C gewährleistet. Die Feuchtigkeit der extrudierten Mischung liegt in der Größenordnung von 62%.
Die lineare Austrittsgeschwindigkeit des Produkts der Düse 7 liegt in der Größenordnung von 2 bis 10 Metern/Minute.
Die Düse 7 umfasst einen ersten nicht abgekühlten, das untere Ende der Schmelzzone 11 verlängernden Abschnitt 15 und wenigstens einen zweiten mithilfe der obigen Vorrichtung abgekühlten Abschnitt 16. Die Temperatur des Produkts am Düsenaustritt beträgt je nach der gewünschten Festigkeit 10 bis 100°C.
In der ersten Ausführung z. B. hat der nicht abgekühlte Abschnitt 15a eine Länge von 2 Metern.
Gemäß einem Ausführungsmodus umfasst die Anlage zwischen dem unteren Ende 6 der Schmelzzone 11 und der Extrusionsdüse 7 ein erstes Anpassstück.
Dieses erste Anpassstück setzt sich im Allgemeinen aus einer (oder zwei) Perforation(en) zusammen, durch die das geschmolzene und weich gemachte Material extrudiert wird. Wenn es zwei Perforationen gibt, fallen diese in einem einzigen Austritt zusammen. Wenn die Extrusionsdüse einen kleinen Durchmesser aufweist, sind die Perforationen im Allgemeinen konisch. Das erste Anpassstück umfasst häufig zwei laterale Perforationen, in denen eine Messsonde der Schmelztemperatur Tf und eine Messsonde des Drucks P befestigt sind. Der Austritt des ersten Anpassstücks kann rund, oval, quadratisch, rechteckig sein oder exakt die innere Form der Extrusionsdüse aufweisen (wobei diese eine beliebige Form aufweisen kann ...).
Gemäß einer Ausführung umfasst der Extruder neben dem ersten Anpassstück ein zweites Anpassstück zwischen dem ersten Anpassstück und der Extrusionsdüse.
Dieses zweite Anpassstück kann je nach der inneren Form des ersten Anpassstücks und der der Extrusionsdüse verschiedene innere Formen aufweisen. Es kann eine aus mehreren Dutzend die Teilung des Flusses des geschmolzenen und weich gemachten Materials erlaubenden Perforationen kleiner Größe gebildete Verteilerplatte aufweisen.
Im Allgemeinen wird darauf abgezielt, dass die gesamte Oberfläche der Perforationen der Verteilerplatte eine Einschnürung in der Größenordnung von 10 bis 50% im Verhältnis zum Durchgangsabschnitt in der Extrusionsdüse bildet.
Gemäß einer Ausführung wird zwischen dem zweiten Anpassstück und der Düse eine Extrusionspumpe eingefügt, die dazu bestimmt ist, einen regelmäßigen Durchschub in der Düse für eine bessere Stabilisierung des Flusses zu gewährleisten.
Darüber hinaus können am Austritt der Schneckenbuchse mehrere Kühldüsen parallel angebracht sein.
Nunmehr wird die Wirkung der thermo-mechanischen Verarbeitung im Extruder auf die am Austritt der Düse erhaltenen Produkte beschrieben.
Dank der in der Schmelzzone eingesetzten hohen Temperaturen werden die thermo-koagulierbaren Komponenten der Mischung weich gemacht. Unter thermo-koagulierbaren Proteinen werden Proteine wie z. B. Molkeproteine, Eiweiß, Globulin, Muskelproteine vom Fisch und vom Fleisch im Gegensatz zu Proteinen vom nicht thermo-koagulierbaren Typ verstanden, wie z. B. Kaseine oder Kollagene. Diese thermo-koagulierenden Proteine haben die Eigenschaft, bei ungefähr 50–90°C zu gelieren oder zu koagulieren und damit bei 100°C die Form eines Gerinnsels oder eines festen Gels anzunehmen.
Der weich gemachte Zustand wird bei Temperaturen in der Größenordnung von 130 bis 200°C, im Allgemeinen bei rund 145–170°C erreicht, und zwar bei Feuchtigkeiten im Verlauf der Extrusion in einer Größenordnung von 50 bis 80%, im Allgemeinen zwischen 60 und 75% und Fettanteilen in der Trockenmasse im Verlauf der Extrusion in der Größenordnung von 0 bis 40%, im Allgemeinen zwischen 2 und 20%.
Die Abscherkräfte führen a priori zu einer Erhitzung durch Reibung. Der Druck im Extruder hat keinen Einfluss auf die molekularen Interaktionen, insbesondere zwischen Proteinen, würde jedoch das Erreichen von hohen Temperaturen von 130–200°C ohne Kochen oder Entstehung von Dampf erlauben.
Auf überraschende Weise verleiht der Übergang von diesem weich gemachten Zustand der thermo-koagulierbaren Proteine, insbesondere der Molkeproteine, der in die Buchse transferierten Mischung eine einzigartige, offensichtlich recht flüssige Zähflüssigkeit, eine Zähflüssigkeit zwischen 1000 und 500.000 Zentipoise, die geeignet ist, ihr beim Abkühlen in der Düse eine spezifische Textur zu verleihen.
Es wird vermutet, dass die Konsistenz der Mischung sukzessive von einem festen Zustand zu Beginn der Zone 10 zu einem flüssigen Zustand in der Schmelzzone 11 (Viskosität von 1000 bis 100.000 Zentipoise), zu einem zähflüssigen Zustand (Viskosität von 100.000 bis 500.000 Zentipoise) in der nicht ab gekühlten Zone 15 der Düse 7, der nicht abgekühlten Zone übergeht, in der die progressive Ausrichtung der Mischung in Flüssigkeitsstrahlen erfolgen soll, dann schließlich in einen festen Zustand in der abgekühlten Zone 16 der Düse, eine abgekühlte Zone, in der die ausgerichteten Fasern im festen Zustand gebildet werden.
Beim Weichmachen wird die Struktur der Proteine, insbesondere der Molkeproteine, geändert, wobei sich unter der gleichzeitigen Wirkung des Abkühlens und der Abscherkräfte in der Düse eine neue Struktur bildet.
Die Bestandteile der Mischung, insbesondere der Molkeproteine, ordnen sich erneut in Form einer mikroskopischen und mikroskopischen ausgerichteten, aus übereinander gelagerten Schichten, ausgerichteten oder verflochtenen Fasern mit multiplen Verzweigungen bzw. als ZickZackmuster angeordneten Fasern gebildeten Struktur an. Die Fasern werden im Text gleichermaßen entweder als Ultrafasern oder als verzweigte, vernetzte Fasern bezeichnet.
Nunmehr werden die durch das zuvor beschriebene Verfahren erhaltenen Produkte 17 beschrieben.
Am Austritt der Düse 17 stellt sich das vor einer eventuellen späteren Verarbeitung, z. B. durch Ausschneiden oder Zerkleinerung, in Form z. B. einer zylindrischen Wurst 18 mit einem Durchmesser ähnlich des Durchmessers der Düse im Fall einer Düse mit einem kreisförmigen Durchmesser, eines kontinuierlichen Produkts in einem kontinuierlichen Verfahren dar.
Diese Wurst 18 umfasst einen Aufbau an Fasern, die getrennt werden können, z. B. manuell, in Faserpaketen auftreten bzw. einzeln in Ultrafasern vorhanden sein können.
Die Fasern haben typischerweise einen Durchmesser in Abhängigkeit vom eingesetzten Rohmaterial und den Betriebsbedingungen in der Buchse und der Düse des Extruders.
Vor der Verarbeitung vom Typ Hacken kann die Länge der Fasern erheblich sein, in der Größenordnung von mehreren Zentimetern, z. B. 4 oder 5 Zentimeter.
Die Beobachtung bei starker Vergrößerung, z. B. des 50-fachen des Produkts 17 zeigt, dass diese faserige Struktur des in mikroskopischer Größenordnung sichtbaren Produkts sich in mikroskopischer Größenordnung wieder findet. Diese Struktur lehnt sich an eine Struktur vom selbst wiederhergestellten, fraktionalen Typ an, d. h., dass die Verzweigungen der Fasern nicht nach dem Muster eines hydrographischen Netzes abgeschlossen zu sein scheinen. Die Verzweigungen erstrecken sich ins unendlich Kleine: Dieselbe verzweigte Struktur wird auf jedem Vergrößerungsniveau festgestellt. Diese extrem fein faserige Struktur lehnt sich ebenfalls an die der aus Fadenkaskaden, Mikrofäden und Fibrillen gebildeten geriffelten Skelettmuskeln der Säugetiere an. Diese Fasern werden aufgrund ihrer extrem feinen Eigenschaft als „Ultrafäden" bezeichnet.
Die größten Faserzusammenballungen haben häufig Abmessungen von wenigstens 5 bis 20 cm Länge und einen Durchmesser von 0,5 bis 2 mm bzw. in der Größenordnung eines cm bei Düsen von 20 bis 30 mm Durchmesser.
Die dazugehörigen Fasern können sehr klein sein, bis zur Grenze der sichtbaren Wahrnehmung, d. h. eine Abmessung in der Größenordnung von 1 bis 2 mm in der Länge bei einem Durchmesser von 0,02 bis 0,1 mm.
Es wird vermutet, dass dieses Fasernetz sich bis zur molekularen Größenordnung fortsetzt.
Gemäß der Zusammensetzung der ursprünglichen, in den Extruder eingeführten Mischung und den Betriebsbedingungen des Extruders, insbesondere der Temperaturen und der eingesetzten Drücke, wird ein breites Spektrum an ausgerichteten Texturen erhalten.
Diese faserige Struktur führt zu spezifischen rheologischen und organoleptischen Eigenschaften des Produkts und seiner Derivate, die per Instrument schwierig zu charakterisieren sind. Ein Fasermuster von 30 mm Durchmesser und 25 mm Länge weist eine Elastizität im Bereich der viskoelastischen Komponenten vom synthetischen Typ auf: Entspannungskoeffizient von 60 bis 90% im Vergleich zu 100% bei Kautschuk. Der Fachmann weiß, dass die menschliche sensorische Wahrnehmung derart ist, dass Abmessungen in der Größenordnung von 10 μm im Mund wahrgenommen werden.
Die 3 bis 6 stellen das extrudierte Produkt mit faseriger Struktur dar.
Gemäß einem Ausführungsmodus werden die Produkte am Austritt der Düse späteren Verarbeitungen unterzogen, die als Basismaterial oder Zutaten für sehr unterschiedliche Nahrungsmittelzubereitungen dienen, die typischerweise in einer Menge von 15 bis 70% in diese Zubereitungen integriert werden.
Gemäß einem Ausführungsmodus wird das extrudierte Produkt einem Hacken mithilfe eines Fleischwolfs und/oder einem Zerschneiden, einem Zerstampfen, einem Zerkleinern, einem Zerreißen, usw. unterzogen, so dass Krümel oder Stränge bildende gehackte Fasern entstehen. Diese Krümel können bis zum durch die mechanische Verarbeitung der Trennung der Fasern erlaubte sehr geringe Abmessungen haben.
Diese gehackten Fasern oder Ultrafasern werden für eine kulinarische Wiederaufnahmephase verwendet, mit anderen, ver schiedenen kulinarischen Zutaten vermischt, wie z. B. Käse, Milch, Getreide, Stärke, Gewürze, Aromate, um eine Mischung zu bilden.
Diese Mischung besteht aus je nach den Endprodukten, die anhand der Fasern erhalten werden sollen, variablen Komponenten. Die 7 und 8 stellen eine Nahrungsmittelzubereitung 19 mit einer Stränge 21 umfassenden Matrix 20 dar. 9 zeigt in dieser Matrix 20 sichtbare Fasern 22.
Die ausgearbeiteten Nebenprodukte sind z. B. Imbisse, Sandwichs, süße Zwischenmahlzeiten, Zubereitungen für Fertiggerichte, Steaks oder Käsewürstchen.
Somit wird die Mischung je nach dem Ausführungsmodus z. B. durch ein mechanisches Formen in einer Formmaschine unter strengem sanitärem Schutz in Form gebracht.
Gemäß einer weiteren Ausführung wird die Mischung in einer Wurst in Form gebracht, die den Phasen der Pasteurisierung, des Schneidens in Scheiben und eventuell des Umhüllens oder der Dekoration unterzogen wird.
Die hergestellten Produkte können z. B. in einer Form gekocht werden, aus der Form gelöst werden oder nicht und dann verpackt werden.
Diese hergestellten Produkte können ebenfalls als Rohmaterial für andere kulinarische Zubereitungen dienen, indem eine Phase des Frittierens, des Kochens, der Pasteurisierung, der Sterilisation, usw. erfolgt.
Nunmehr werden einige Beispiele abgeleiteter, das am Austritt des Extruders erhaltene Produkt integrierender kulinarischer Zubereitungen dargestellt, ein Produkt auf Molkeproteinbasis und mit faseriger Textur, wobei dieses Produkt in diesen Beispielen mit dem Begriff texturiertes Molkeprotein bezeichnet wird.
Zubereitungsbeispiel Nr. 1: Formulierung eines ohne Fleisch auf der Basis von texturierten Molkeproteinen (40%), Emmental (13%), Gouda (7%), Cheddar (5%), pasteurisierter Vollmilch (18%), Maniokstärke (3%), Getreideflocken (8%), Natrium-Kaseinat (2%), Wasser (3%) und Gewürzen (1%) wieder hergestellten Steaks. Diese Zubereitung wird im Kneter vermischt, pasteurisiert, in Form gebracht, dekoriert und im Ofen überbacken.
Zubereitungsbeispiel Nr. 2: Formulierung und Produktion von fleischlosen Würsten auf der Basis texturierter Molkeproteine (77%), Cheddar (10%), grobkörniger Maniokstärke (6%), Sonnenblumenöl (3%), verschiedenen anderen Milchzutaten (3%) und Gewürzen (1%).
Diese Zubereitung wird unter Vakuum gekirnt, in eine Wurstpelle gestopft und über Dampf gekocht.
Zubereitungsbeispiel Nr. 3: Formulierung und Produktion von panierten Käse-Nuggets auf Basis von texturierten Molkeproteinen (25%), Emmentaler (14%), Gouda (14%), Panade (13%), Wasser (19%), Kartoffelstärke (11%), Milchproteinen (3%) und Gewürzen 1%). Diese Zubereitung wird mit dem Cutter vermischt, geformt, umhüllt, mit Mehl bestäubt, paniert und in Öl frittiert.
Zubereitungsbeispiel Nr. 4: Formulierung und Produktion einer an Milchproteinen reichen kulinarischen Zutat zur Dosierung in Salaten, kalten Vorspeisen, gesalzenen Füllungen und Pastetenfüllungen, Suppen und Gratins auf der Basis von texturierten Molkeproteinen (85%), würzigen Marinaden auf der Basis von pasteurisierter Vollmilch (12%), Salz (1%), Kräutern und Aromaten (2%).
Diese Zubereitung wird per Kirnen unter Vakuum hergestellt.
Zubereitungsbeispiel Nr. 5: Formulierung und Produktion eines süßen Fladens auf Basis von texturierten Molkeproteinen (55%), trockenen Früchten (12%), Weizenmehl (12%), getoasteten Getreideflocken (8%), Zucker (7%), Milch (5%) und Vanilleextrakt (1%).
Diese Zubereitung wird durch Mischen mit dem Cutter, durch Dosierung, Dekoration, Kochen auf einer Platte und Gratinieren hergestellt.
Zubereitungsbeispiel Nr. 6: Formulierung und Produktion einer süßen Streichpaste auf der Basis von texturierten Molkeproteinen (25%), Joghurt (55%), frischen Früchten (12%), Pistazien (4%), Zucker (3%) und einem Geliermittel (1%). Diese Zubereitung wird mit dem Cutter unter Vakuum hergestellt und direkt im Glas dosiert.
Zubereitungsbeispiel Nr. 7: Formulierung und Produktion einer salzigen, fetten Streichpaste auf der Basis von texturierten Molkeproteinen (15%), und/oder fettem Frischkäse (80%), Knoblauchextrakt (3%) und Schnittlauch, Salz und anderen Gewürzen (2%).
Diese Zubereitung wird durch Mischen mit einem Mischer unter Einspritzen von Gas, durch Pumpen und Dosieren in der Linie hergestellt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsmodus ist es möglich, mithilfe des Extruders ein gefülltes Nahrungsmittelprodukt herzustellen. Ein Nahrungsmittelfüllprodukt wird durch einen in die Düse des Extruders mündenden Koextrusionskopf 23 eingeführt. Das Füllprodukt wird z. B. bei einer Temperatur von unterhalb rund 25°C eingeführt, so dass die Schnittstelle mit der außen extrudierten Milch- oder Käsespezialität abgekühlt wird.
Das resultierende Produkt wird damit aus einer Außenschicht aus Milch- oder Käsemasse mit in der Flussrichtung in der Düse ausgerichteten Textur und einer Nahrungsmittelfüllung verschiedener Zusammensetzung gebildet.
Das Koextrusionsverfahren kann selbstverständlich auf eine ausschließlich aus Milch- oder Käse-Rohmaterial gebildeten Mischung angewendet werden, jedoch auch auf komplexere Formulierungen, die zu einem geringeren Anteil durch Nahrungsmittelzutaten unterschiedlichen Ursprungs gebildet werden: Weizen, Soja, Mais, Erbsen, Reis, Gemüse, usw.
Die Füllung kann eine Milch- oder Käsezubereitung sein, z. B. ein Schmelzkäse, aber auch eine Füllung pflanzlichen Ursprungs, Wurstwaren, Meeresfrüchte, Aromate, usw.
Nach der Extrusions-/Koextrusionsphase kann man das Produkt ebenfalls mit einem Umhüllungsprodukt umgeben, wie z. B. Getreide oder anderen festen, essbaren Produkten.
Es kann auch ein Produkt in drei, aus einer inneren Füllung, einer Ummantelung aus einer Käse- oder Milchspezialität und einer Umhüllung erhalten werden.
Je nach dem eingesetzten Schneidwerkzeug 8 kann die Form des Produkts ebenfalls angepasst werden, z. B. anhand eines Schneidwerkzeugs durch Klemmen, um eine kissenförmige, längliche Form zu erhalten. Bei einem Produkt mit einer durch Koextrusion erhaltenen Füllung erlaubt diese Realisierung mittels einer mechanischen Verarbeitung des Produkts das völlige Einschließen der Füllung im Innern des Produkts.
Nunmehr werden die in dem Verfahren eingesetzten Rohmaterialien präziser beschrieben.
Die Zusammensetzung der in den Extruder eingeführten Mischung ist deutlich dieselbe wie die des Produkts am Aus tritt der Düse; am Austritt der Düse kann durch Verdampfen eventuell Wasser in einem Umfang von rund 1 bis 5% verloren gehen.
Die Trockenmasse der Mischung umfasst 30 bis 100% aus Molke stammende Trockenmasse.
Wenn die aus Molke stammende Masse ein in die Einzugszone eingeführtes Pulver ist, wird das Pulver nach Konzentration Ultrafiltration und/oder Trennung per präparativer Chromatographie-Säulen und anschließender Trocknung per Atomisierung erhalten.
Die aus Molke stammende, in flüssiger Form in den Extruder eingeführte Masse ist z. B. ein z. B. nach Ultrafiltrierung oder Diafiltrierung der Molke erhaltenes Konzentrat.
Zusätzlich zu der aus der mehr oder weniger trockenen Molke stammenden Trockenmasse umfasst die Trockenmasse der Mischung z. B. pflanzliches oder Molkerei-Fett (u. a. auch Butter und Creme), flüssiges oder trockenes Eiweiß, mehr oder weniger konzentriertes oder isoliertes pflanzliche Proteine, Pflanzenmehle, Stärken, Lebensmittel-Hydrokolloide, Aromen. und Farbstoffe.
Die Molke kann aus Käsereien oder Labferment-Kasein stammende süße Molke oder aus saurem Kasein stammende saure Molke sein.
Der Kaseinanteil der Trockenmasse ist niedrig, im Allgemeinen niedriger als 10%, was den Einsatz von eingedickter Milch aus Käsereien oder Komplexen mit hohen Anteilen an Kaseinen ausschließt.
Die Pflanzenproteine sind gemäß einer Realisierung reine oder Weizenproteine in Form einer Mischung aus zur Brotherstellung geeigneten Gluten (Gluten mit 70–75% Proteinen, gemäß dem Stärkeanteil und seinem Restanteil bei der zum proteinartigen Konzentrat führenden Extraktion).
Gemäß einer Realisierung wird/werden anstelle des Einsatzes des Weizenglutenpulvers ein Pulver oder eine Lösung aus Erbsen, Lupinen oder Soja oder Eiweißproteine verwendet.
Nunmehr werden einige Beispiele einer detaillierten Formulierung der Mischung dargestellt.
Beispiel 1

– Proteinartiges Konzentrat aus Molkepulver mit 75% Proteinen: 16%
– Wasser: 66%
– Natriumkaseinat: 1,7%
– Proteinartiges Konzentrat aus Weizen mit 72% Proteinen (13%)
– Eiweißpulver: 1,1%
– Komplexe Kohlenhydrate: 0,5%
– Milchfette 1%
– Salz (0,4%);
– Aromen und Aromate: 0,3%.

Beispiel 2

– Proteinartiges flüssiges Konzentrat aus Molke mit 30% Proteinen: 40%
– Wasser: 30%
– Natives, ultrafiltriertes Kaseinpulver: 3,7%
– Proteinartiges Konzentrat aus Erbsen mit 68% Proteinen: 6%
– Proteinartiges Konzentrat aus Weizen mit 72% Proteinen: 6% flüssiges Eiweiß: 10%
– Komplexe Kohlenhydrate: 1%
– Milchfettmasse: 2,5%
– Salz (0,7); Aromen und Aromate: 0,1%.

Beispiel 3

– Molkekäse zu 10% Proteinen: 78%
– Proteinartiges Konzentrat aus Molkepulver mit 80% Proteinen: 18%
– Natriumkaseinat: 1%
– Komplexe Kohlenhydrate: 1%
– Butter: 2%.

Beispiel 4

– Proteinhaltiges flüssiges Konzentrat aus Molke mit 30% Proteinen: 80%
– Labferment-Kasein: 3,2%
– Proteinartiges Konzentrat aus Erbsen mit 65% Proteinen: 4%
– Proteinartiges Konzentrat aus Weizen mit 72% Proteinen: 4%
– Proteinartiges Konzentrat aus Soja mit 67% Proteinen: 4%
– Eiweißpulver: 1%
– Komplexe Kohlenhydrate: 1%
– Milchfettmasse: 2%
– Salz: 0,7%
– Aromen und Aromate: 0,1%.

Beispiel 5

– Wasser 72%
– Proteinartiges Isolat aus Molkepulver mit 90% Proteinen: 9%
– Kalziumkaseinat: 0,4%
– Proteinartiges Konzentrat aus Weizen mit 72% Proteinen: 15%
– Komplexe Kohlenhydrate: 1%
– Erdnussöl: 2%
– Salz: 0,6%

Beispiel 6

– Wasser: 70%
– Proteinartiges Konzentrat aus Molkepulver mit 80% Proteinen; 26,3%
– Natriumkaseinat: 0,3%
– Komplexe Kohlenhydrate: 0,9%
– Butter: 2,5%

Beispiel 7

– Wasser: 61%
– Proteinartiges Konzentrat aus Molkepulver mit 82% Proteinen: 23%
– Proteinartiges Konzentrat aus Weizen mit 12% Proteinen: 13%
– Eiweißpulver: 1%
– Gewürze (1%), Pflanzenfettmasse (0,5%), Salz (0,5%).

Claims

Nahrungsmittel (17), das zum Kochen-Extrudieren einer Milch- oder Käsemischung mit Molkeproteinen erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Struktur aus gerichteten Fasern aufweist, wobei die Fasern ein makroskopisches Fasernetz mit einem Durchmesser von 0,1 mm bis 1 mm bilden und in mikroskopischen Fasern mit einem Durchmesser von 1 μm bis 0,1 mm verzweigt sind.
Nahrungsmittel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenmasse des Nahrungsmittels 30 bis 100% Trockenmasse aus Molke enthält.
Nahrungsmittel nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 15 bis 50%, charakteristischerweise jedoch 25 bis 40% Trockenmasse enthält, wobei die Trockenmasse insgesamt mindestens 35% Proteine aufweist.
Nahrungsmittel nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Molketrockenmasse isolierte oder konzentrierte Proteine und/oder getrocknete Vollmolke und/oder getrocknete Molkefraktionen wie Laktose, Milchfett, Lactoferrin, Kalzium oder andere Mineralien oder Milchfraktionen aufweist.
Nahrungsmittel nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es neben den Molkeproteinen andere proteinartige Fraktionen der Milch vom Typ Kasein oder Kaseinate, Käse, Trockenmilch oder kondensierte Milch enthält, wobei die Trockenmasse des Nahrungsmittels vorzugsweise weniger als 10% Kasein aufweist.
Nahrungsmittel nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es neben den Molkeproteinen Proteine umfasst, die nicht aus Milch stammen, und die aus konzentrierten oder isolierten Pflanzenproteinen, insbesondere Weizengluten, Soja oder Erbsen, flüssigem oder trockenem Eiweiß ausgewählt werden, wobei der Anteil der nicht aus Milch stammenden Proteine 0 bis 70% der Trockenmasse der Mischung und charakteristischerweise 20 bis 50% ausmacht.
Nahrungsmittelzubereitung (19) mit einem Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das zu diversen Zutaten, die insbesondere aus Käse, Milch und Nebenprodukten (Quark, Joghurt, Creme, Butter, Milchpulver ...), Getreide, Stärke, Mehl oder Grieß, Gewürzen, Aromaten, Fleisch- oder Fischstücken, Gemüse, Obst oder Trockenobst, süßen Zutaten (Zucker, Honig ...), Fetten, Aromastoffen ausgesucht werden, hinzugefügt wird, so dass Gerichte, ein Imbisse, Sandwichs, süße Zwischenmahlzeiten, Frühstückszubereitungen, kulinarische Zutaten, Snacks oder Käsewürstchen, vegetarische Nahrungsmittel, Streichpasten, Pasteten ... hergestellt werden.
Nahrungsmittel nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Matrix (20) mit Fasern oder Fasersträngen in einer Größenordnung von mm oder cm aufweist, wobei die Zubereitung mehrere Zentimeter groß ist.
Nahrungsmittelzubereitung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch mechanische Bearbeitung, Dosierung, Formung oder Einfüllen in eine Wursthülle in Form gebracht, pasteurisiert und in Scheiben geschnitten wird, wobei die erzielten Zubereitungen dekoriert, gekennzeichnet, gekocht oder vorgekocht, pasteurisiert, sterilisiert oder verpackt werden können.
Gefüllte Nahrungsmittelzubereitung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Nahrungsmittel nach einem der Patentansprüche 1 bis 6 umfasst, das eine Füllung auf der Basis eines Molkereiprodukts oder eine andere Füllung umgibt.
überzogene Nahrungsmittelzubereitung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Nahrungsmittel nach einem der Patentansprüche 1 bis 6 umfasst, das mit einem Überzug aus einem Molkereiprodukt oder einem anderen Produkt umgeben ist.
Nahrungsmittelzubereitung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es Salze, Gewürze, Aromate, Aromastoffe, Öl, andere Fette und einen Säureregulator wie z. B. Milchsäure umfasst.
Fertigungsverfahren für Nahrungsmittel mit einer Faserstruktur gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: a) das Einführen von Rohstoffen mit Molkeproteinen in einen Extruder mit mindestens einer Schnecke (1): b) den Transfer der Rohstoffe vom Eintritt (2) in die Buchse des Extruders bis zum Austritt aus der Buchse, wobei die Konfiguration des oder der Schnecken und die Temperatur beim Eintritt in und beim Austritt aus der Buchse so sein muss, dass die Rohstoffe nacheinander erst eine Phase des Knetens, eine Phase der Erhitzung auf eine Temperatur von 130°C, eine Phase des Schmelzens, eine Phase der Erhitzung der Masse auf über 130°C, generell auf 140°C bis 200°C, bzw. eine Phase des Druckanstiegs auf 0 und 50 bar durchlaufen, so dass das Weichmachen der transferierten Materie und insbesondere der Molkeproteine bewirkt wird; c) am vorderen Ende (11) der Buchse (2) das Extrudieren der Masse nach dem Weichmachen über eine Düse (7), die so angepasst wurde, dass sie die Masse texturiert, in Form bringt und abkühlt, so dass ein Produkt erzielt wird, das eine Faserstruktur aufweist.
Fertigungsverfahren nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung der extrudierten Masse in der Düse (7) bei einer Temperatur von bis zu 100°C, bzw. bei 80°C bis 10°C erfolgt, und eine erste Abkühlungsphase in einer nicht abgekühlten Zone (15) der Düse am Ende der Buchse und eine zweite Abkühlungsphase in einer abgekühlten Zone (16) der Düse umfasst, wobei die erste Abkühlung einer Zone zur Ausrichtung der geschmolzenen Masse, die sich in einem zähflüssigen Zustand mit einer Viskosität zwischen 1000 und 500 000 Zentipoise befindet, entspricht, und die zweite Abkühlungsphase einer Zone entspricht, in der die Masse vom zähflüssigen Zustand in den festen Zustand übergeht, wobei die lineare Durchgangsgeschwindigkeit des Nahrungsmittels am Austritt der Düse (7) zwischen 2 bis 10 m/min beträgt.
Fertigungsverfahren nach Patentanspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen in Zustand b) auf 130°C langsam und stufenweise erfolgt.
Fertigungsverfahren nach einem der Patentansprüche 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen in der Buchse und in der Düse verändert werden, um die Textur der fertigen Nahrungsmittel anzugleichen.
Fertigungsverfahren nach einem der Patentansprüche 13 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Extruder (1) eingeführte Mischung in Form von Pulver eingeführt wird, wobei das erforderliche Wasser vor der Schmelzphase hinzugefügt wird, oder aber in flüssiger oder teigartiger Form.
Fertigungsverfahren nach einem der Patentansprüche 13 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Molkeproteine aus Konzentraten oder Isolaten von Molke mit einer Reinheit von 50 bis 90%, vorzugsweise aber 70 bis 80% stammen, und ferner Laktose, Fette, Mineralien und sekundäre Proteine vom Typ Kasein-Makropeptide enthalten.
Fertigungsverfahren nach einem der Patentansprüche 13 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Phase der Zerkleinerung am Austritt der Düse (7) vom Typ Hacken, Schneiden, Zerstampfen, Zerreißen, Zerstückeln oder ähnliches umfasst, so dass gehackte Fasern entstehen, die Krümel oder Faserstränge bilden.
Fertigungsverfahren nach einem der Patentansprüche 13 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Phase der Trocknung des Nahrungsmittels am Austritt der Düse nach dem Zerkleinern umfasst, um Fasern zu erhalten, die gegebenenfalls für Nahrungsmittelzubereitungen wieder mit Feuchtigkeit angereichert werden können.
Fertigungsverfahren nach einem der Patentansprüche 13 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Phase der kulinarischen Nachbearbeitung umfasst, bei der gehackte Fasern, vermischt mit diversen Zutaten wie Käse, Milch und Nebenprodukten, Getreide, Stärke, Mehl oder Gries, Fetten, Gewürzen, Aromaten und Aromastoffen, benutzt werden.
Fertigungsverfahren nach einem der Patentansprüche 13 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Phase der Formgebung umfasst, die die Vorgänge der mechanischen Bearbeitung in einer Formmaschine oder die Dosierung und Formung in Formen umfasst, oder eine Phase des Einfüllens in eine Wursthülle, gefolgt von der Pasteurisierung und dem Schneiden in Scheiben, wobei die erhaltenen Nahrungsmittel gegebenenfalls mindestens eine der folgenden Phasen durchlaufen: Dekoration, Überzug, Kennzeichnung, Füllen, Frittieren, Kochen, Pasteurisierung, Sterilisieren, Verpacken.
Fertigungsverfahren nach einem der Patentansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man in der Extrusionsphase die transferierte Masse in der Düse mit einer Füllung füllt, die über einen Koextrusionskopf eingeführt wird.
Verfahren nach Patentanspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass man die Füllung in einem Extrusionsverfahren herstellt.
Fertigungsanlage zur Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 24, das einen Schneckenextruder (1) mit zwei deutlich identischen Schnecken, die ineinander eingreifen und drehend in der gleichen Drehrichtung im Innern einer länglichen Buchse angetrieben werden, umfasst, Einzugsmittel an einem Endstück vor der Buchse (2), die mit mindestens einer Dosiervorrichtung zum Bereitstellen der Mischung in einer bestimmten Menge versehen sind, eine Extrusionsdüse (7) am Ende (6) der Buchse, und thermische Behandlungsmittel (8a) zur Feinregulierung der Temperatur in der Buchse und der Extrusionsdüse, wobei besagte Buchse folgendes umfasst: – eine erste Zone zum Einziehen (9) der Produktrezeptur – eine zweite Zone zum Kneten (10), gegebenenfalls der Zufuhr von Feuchtigkeit und zum Erhitzen der Masse auf mindesten 130° im Kern – mindestens eine dritte Zone (11) zum Schmelzen, zur Temperaturerhöhung auf über 130°C, generell auf 140 bis 200°C und zur Druckerhöhung bis 50 bar gemäß der Zusammensetzung der Rezeptur, in der die Proteine, insbesondere die Molkeproteine weich gemacht werden.
Anlage nach Patentanspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zone (10) zum Kneten und Erhitzen 2 bis 5 Module umfasst, und die Zone zum Schmelzen (11) 1 bis 3 Module, und das Verhältnis zwischen der Länge der Schnecken und dem Durchmesser der Schnecken zwischen 10 und 33, charakteristischer weise jedoch zwischen 25 und 33 beträgt.
Anlage nach Patentanspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsdüse einen ersten nicht abgekühlten Abschnitt (15) neben dem oberen Ende des Schneckenextruders umfasst, gefolgt von mindestens einem Kühlabschnitt (16), der jeweils zu einer Ausrichtungszone für die geschmolzene Masse in einem zähflüssigen Zustand gehört, und eine Zone, in der die Masse vom zähflüssigen Zustand in den festen Zustand übergeht.
Anlage nach einem der Patentansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Düse (7) auf der Buchse (2) durch mindestens ein, charakteristischerweise aber zwei Anpasstücke erfolgt, wobei ein erstes Anpassstück aus einer oder zwei Perforationen besteht, durch die die geschmolzene und weich gemachte Masse extrudiert wird, und ein zweites Anpassstück zwischen dem ersten Anpassstück und der Extrusionsdüse angeordnet ist, das dazu bestimmt ist, den Druck und den Materialfluss auszugleichen.
Anlage nach einem der Patentansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsdüse innen eine Form aufweist, die dem Fertigerzeugnis entspricht, wobei dessen Maß parametrisiert ist, um ein Abkühlen der geschmolzenen und weich gemachten Masse auf 100°C, bzw. 80°C bis 10°C zu ermöglichen, wobei die Innenfläche eine Rauheit aufweist, die auch deshalb kontrolliert wird, um Scherkräfte während des Abkühlens auf das Produkt einwirken zu lassen, wobei die Kombination aus Abkühlung und Scherkräften an den Wänden die kontinuierliche Texturierung der abgekühlten Masse bewirkt, um Fasern zu bilden.
Anlage nach einem der Patentansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Extrusionspumpe umfasst, die sich beispielsweise zwischen der ersten und der zweiten Schnittstelle und der Düse befindet, und somit einen regelmäßigen Vorschub in der Düse ermöglicht, um den Fluss des Nahrungsmittels zu stabilisieren.
Anlage nach einem der Patentansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass ein Koextrusionskopf zur Extrusionsdüse führt.